EKSPERIMEN FISIKA: INTERFEROMETER MICHELSON

Download Free e-books Fisika di http://www.elhobela.co.cc Persembahan Web-Blog Edukasi ELHOBELA

EKSPERIMEN INTERFEROMETER MICHELSON

LAPORAN EKSPERIMEN FISIKA II

Diajukan guna memenuhi tugas praktikum Eksperimen Fisika II untuk Mahasiswa

Fisika Semester VI

Oleh

ABDUS SOLIHIN

NIM 071810201067

LABORATORIUM OPTOELEKTRONIKA DAN FISIKA MODERN

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER

2010


Kata Pengantar

Segala puji bagi Allah, Tuhan semesta alam yang telah memberi sangat

banyak kenikmatan kepada makhluknya, sehingga dengankenikmatan itu hamba

ini mampu menyelesaikan tulisan ini. Shalawat an salam tetap tercurahkan kepada

Rasullullah Muhammad SAW yang telah menyampaikan risalah kebaikan akhlak,

keobjektifan berpikir, dan kemaksimalan humanisme lewat ayat-ayat Qur’aniah

yang dibawanya berupa Al-Qur’an, Al-Hadits, dan peluang kemajuan yang berupa

ayat-ayat kauniah.

Salah satu dari sedemikian banyaknya ayat kauniah tersebut adalah

fenomena Interferensi pada Interferometer Michelson. Dan demikianlah

eksperimen ini dapat menambah kerangka filosofis bagi penulis, dan semoga juga

bagi pembaca, guna kemaksimalan ilai-nilai kemanusiaan kita dihadapan sesama

dan dihadapan Sang Pencipta.

Demikian kami ucapkan terimakasih sebesar-besarnya kepada:

1. Ketua Jurusan Fisika: Bpk. Dr. Edy Sutrisno

2. Dosen pembimbing praktikum: Bpk. Supriadi, S.Si, Ibu Mutmainnah

M.Si, dan Bpk. Misto M.Si

3. Asisten pembimbing

Sebagaimana pri-bahasa tak ada gading yang tak retak, maka penulis

mengharapkan kritik dan saran guna penyempurnaan tulisan selanjutnya. Penulis

ucapkan terimakasih banyak atas perhatiannya.

Penulis,

ABDUS SOLIHIN


ABDUS SOLIHIN

Jurusan Fisika FMIPA Universitas Jember

email: [email protected]

ABSTRAK

Interferometer adalah alat yang dipergunakan untuk mengetahui pola-

pola interferensi suatu gelombang. Dalam eksperimen ini dilakukan percobaan

terhadap salah satu jenis interferometer, khususnya interferometer Michelson.

Percobaan Interferometer Michelson dilakukan dengan meletakkan secara tegak

lurus (sudut 90) posisi Movable mirror dan adjustable mirror yang ditengahi

oleh split. Dengan posisi demikian, akan terjadi perbedaan lintasan yang

diakibatkan oleh pola reflektansi dan tranmisivitas split dari cahaya yang masuk

melewati lens 1,8 nm. Selanjutnya, perbedaan lintasan ini akan menyebabkan

adanya beda fase dan penguatan fase (yang biasa disebut sebagai interferensi)

yang selanjutnya menyebabkan munculnya pola-pola pada frinji. Hasil dari

eksperimen ini membuktikan bahwa Penambahan dan banyaknya jumlah frinji

(N) berbanding lurus dengan pergeseran Movable mirror 𝑑𝑚 yang dilakukan.

Hal ini dapat terlihat dari semakin besarnya nilai N (banyaknya frinji), maka

nilai 𝑑𝑚 (jarak pergeseran Movable mirror terhadap titik acuan) juga

menunjukkan angka yang semakin besar.

Kata Kunci: Interferometer Michelson, Frinji, Movable Mirror, Adjustable

Mirror, Inteferensi

mailto:[email protected]


DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL

DAFTAR ISI ………………………………………………………........ iii

BAB.1 PENDAHULUAN………………………………………………. 1

1.1 Latar Belakang ………………………………………………… 1

1.2 Rumusan Masalah…………………………………………....... 1

1.3 Tujuan Eksperimen……………………………………….… 2

BAB.2 TINJAUAN PUSTAKA...... ……………………………….. 3

BAB.3 METODE PENELITIAN…………………………………… 7

3.1 Alat dan Bahan……………………………………………….. 7

3.2 Langkah Kerja………..……………………………………… 8

3.3 Metode Analisa……………………………………………......... 9

BAB.4 HASIL DAN PEMBAHASAN………………………………. 11

4.1 Hasil …………………………………………………………… 11

4.2 Pembahasan …………………………………………………… 12

BAB.5 KESIMPULAN DAN SARAN……………………………… 16

5.1 Kesimpulan …………………………………………………... 16

5.2 Saran ………………………………………………………..... 16

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Interferometer adalah alat yang dipergunakan untuk mengetahui pola-

pola interferensi suatu gelombang. Salah satu jenis interferometer tersebut adalah

Interferometer Michelson. Percobaan Interferometer Michelson pertama kali

dilakukan pada akhir abad ke-19 oleh Michelson dan Morley untuk membuktikan

keberadaan eter yang saat itu diduga sebagai medium perambatan gelombang

cahaya. Dari eksperimen yang didasarkan pada prinsip resultan kecepatan cahaya

tersebut didapati bahwa keberadaan eter ternyata tidak ada.

Percobaan Interferometer Michelson dilakukan dengan meletakkan

secara tegak lurus (sudut 90) posisi Movable mirror dan adjustable mirror yang

ditengahi oleh split. Dengan posisi demikian, akan terjadi perbedaan lintasan yang

diakibatkan oleh pola reflektansi dan tranmisivitas split dari cahaya yang masuk

melewati lens 1,8 nm. Selanjutnya, perbedaan lintasan ini akan menyebabkan

adanya beda fase dan penguatan fase (yang biasa disebut sebagai interferensi)

yang selanjutnya menyebabkan munculnya pola-pola pada frinji.

Dalam perkembangan selanjutnya, Interferometer Michelson tidak hanya

dapat digunakan untuk membuktikan ada tidaknya eter, akan tetapi dapat pula

digunakan dalam penentuan sifat-sifat gelombang lebih lanjut, misalnya dalam

penentuan panjang gelombang cahaya tertentu, pola penguatan interferensi yang

terjadi, dan sebagainya. Sehingga, mengingat nilai guna dari eksperimen ini yang

sedemikian luasnya, maka percobaan Interferensi Michelson ini menjadi penting

untuk dilakukan.


1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana hubungan antara jumlah frinji (N) dengan pergeseran cermin

𝑑𝑚 dilihat dari bentuk dan pola pengamatan grafik yang terbentuk?

2. Berapa nilai tetapan kalibrasi k1 dan k2 dari analisa grafik maupun

penurunan kuantitatif yang dilakukan dan bagaimana hubungan antar

keduanya?

1.2 Tujuan Praktikum

1. Mengetahui hubungan antara jumlah frinji (N) dengan pergeseran cermin

𝑑𝑚 dilihat dari bentuk dan pola pengamatan grafik yang terbentuk.

2. Mengetahui nilai tetapan kalibrasi k1 dan k2 dari analisa grafik maupun

penurunan kuantitatif yang dilakukan dan bagaimana hubungan antar

keduanya.

1.3 Manfaat dan Kegunaan

Dengan melakukan eksperimen ini, praktikan akan dapat mengetahui

karakteristik Interferometer Michelson yang memiliki nilai guna yang

sedemikian luas meliputi pembuktian ada-tidaknya eter yang diduga sebagai

medium perambatan gelombang cahaya, penentuan panjang gelombang

cahaya tertentu, pola penguatan interferensi yang terjadi, dan sebagainya.

Sehingga, dengan demikian akan dapat menambah wawasan dalam

pengembangan bidang optika dan gelombang dalam keilmuan fisika.


BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Interferensi gelombang merupakan perpaduan antara dua gelombang atau

lebih pada suatu daerah tertentu pada saat yang bersamaan. Interferensi dua

gelombang yag mempunyai frekuensi, amplitude, dan arah getaran sama yang

merambat menurut garis lurus dengan kecepatan yang sama tetapi berlawanan

arahnya, menghasilkan gelombang stasioner atau gelombang diam. Interferensi

desdruktif (saling meniadakan) terjadi bila gelombang-gelombang yang

mengambil bagian dalam interferensi memiliki fase berlawanan. Sedangkan

interferensi konstruktif (saling menguatkan) terjadi jika gelombang-gelombang

yang mengambil bagian dalam interferensi memiliki fase yang sama. Interferensi

konstruktif biasa disebut juga dengan superposisi gelombang. (Bahrudin, 2006:

140)

Salah satu alat yang dapat dipergunakan untuk mengidentifikasi pola

interferensi tersebut adalah interferometer. Alat ini dapat dipegunakan untuk

mengukur panjang gelombang atau perubahan panjang gelombang dengan

ketelitian sangat tinggi berdasarkan penentuan garis-garis interferensi. Walaupun

pada awal mula dibuatnya alat ini dipergunakan untuk membuktikan ada tidaknya

eter. (Halliday,1994:715).

Dalam interferometer ini, kedua gelombang yang berinterferensi diperoleh

dengan jalan membagi intensitas gelombang semula. Contohnya adalah

intreferometer Michelson yang menghasilkan kesimpulan negatif tentang adanya

eter, interferometer ini juga sangat berguna dalam pengukuran indeks bias dan

jarak. Prinsip kerja dari percobaan yang dilakukan oleh A.A Michelson telah

menghasilkan beberapa variasi konfigurasi. Agar pola interferensi yang misalnya

berwujud lingkaran-lingkaran gelap-terang dapat terjadi, hubungan fase antara

gelombang-gelombang di sembarang titik pada pola interferensi haruslah koheren.

(Tjia,1994: 181)


Pada percobaan interferometer Michelson ini menggunakan sebuah

interferometer, dimana interferometer itu sendiri berasal dari kata interferensi dan

meter yang berarti suatu alat yang digunakan unutuk mengukur panjang atau

perubahan panjang dengan ketelitian yang sangat tinggi berdasarkan penentuan

garis-garis interferensi. (Halliday, 1994 : 715)

Gambar 2.1 Pola penampakan Frinji dalam hubungannya dengan sudut θ

Prinsip reflektansi dan transmisivitas pada eksperimen Interferometer

Michelson ini dapat dijelaskan sebagai berikut: sinar dikirim mundur maju

melalui gas beberapa kali oleh sepasang cermin sejajar, sehingga seperti

merangsang emisi berdasarkan sebanyak mungkin atom yang tereksitasi. Salah

satu cermin itu adalh tembus cahaya sebagian, sehingga sebagian dari berkas sinar

itu muncul sebagai berkas sinar ke luar. (Zemansky, 1994 : 1087-1088)

Dengan menggerakkan micrometer secara perlahan-lahan sehingga

pada jarak dm tertentu serta menghitung jumlah lingkaran N, berapa kali pola frinji

kembali pada pola awal, maka panjang gelombang cahaya (λ) akan dapat

ditentukan dengan menggunakan persamaan:

2d cos θ 2d

θ


N

dm

.2

(2.1)

l = kdm (2.2)

dimana k adalah tetapan kesebandingan (kalibrasi) yang dapat dicari dengan

persamaan

(2.3)

Dengan kalibrasi ini maka interferometer dapat digunakan untuk mengukur

panjang gelombang. (Hariharan, 2007: 47)

Sehingga dapat diketahui bahwa interferensi satu berkas cahayandapat

dipandang sebagai sebuah gelombang dari medan listrik-magnetik yang berosilasi.

Yaitu yang diperoleh dengan menjumlahkan gelombang-gelombang tersebut.

Hasil penjumlahan itu akan memberikan intensitas yang maksimum disuatu titik,

apabila di titik tersebut gelombang-gelombang itu selalu sefase. Agar pola

interferensi yang misalnya berwujud lingkaran-lingkaran gelap-terang dapat

terjadi, hubungan fase antara gelombang-gelombang di sembarang titik pada pola

interferensi haruslaah tetap sepanjang waktu, atau dengan kata lain gelombang-

gelombang itu harus koheren. Syarat koheren tidak terpenuhi jika gelombang-

gelombang itu berasal dari sumber-sumber cahaya yang berlainan, sebab setiap

sumber cahaya biasa tidak memancarkan gelombang cahaya secara kontinu,

melainkan terputus-putus, gelombang elektromagnetik cahaya dipancarkan

sewaktu terjadi dieksitasi atom. (Soedojo, 1992 : 78)

md

Nk

2


BAB 3. METODE PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang dipergunakan dalam eksprimen ini meliputi :

1. Meja interferometer (precision interferometer, OS-2955A) yang

berfungsi sebagai tempat meletakkan perlengkapan interferometer

Michelson.

2. Sumber laser He-Ne (OS-9171) berfungsi sebagai sumber cahaya yang

akan digunakan dalam eksperimen interferometer Michelson.

3. Bangku lase He-Ne (OS-9172) berfungsi sebagai tempat meletakkan

laser He-Ne.

4. Perlengkapan interferometer Michelson :

a. Beam splitter sebagai pemisah berkas cahaya menjadi dua bagian.

Sebagian menuju Movable mirror (M1) dan sebagian lagi menuju

Adjustable mirror (M2).

b. Compensator memilki fungsi menyamakan fasa gelombang yang

berasal dari suber cahaya (laser He-Ne).

c. Movable mirror (M1) berfungsi sebagai transmisi berkas menuju

pemisah bekas dan dari pemisah berkas, sebagian dari berkas

cahaya tersebut akan direfleksikan oleh pemisah berkas menuju

layar pengamatan dengan posisinya yang berubah-ubah.

d. Adjustable mirror (M2) berfungsi sebagai pereflaksi berkas menuju

pemisah bekas dan dari pemisah berkas, sebagian dari berkas

cahaya tersebut akan ditransmisikan oleh pemisah berkas menuju

layar pengamatan dengan posisinya yang tetap.

e. Convex lens 18 nm memiliki fungsi sebagai pemfokus serta

penyebar berkas cahaya yang berasal dari sumbercahaya (laser He-

Ne).

3.2 Langkah Kerja

Langkah kerja dalam eksperimen interferometer Michelson yaitu :


1. Peralatan disusun sedemikian rupa, dimana posisi adjustable mirror

dan Movable mirror di posisikan tegak lurus dengan sudut 90 dengan

splitter diposisikan ditengah sebagai acuan.

Gambar 3.1 Rangkaian Interferometer Michelson

2. Laser He-Ne diletakkan tepat didepan lensa sejajar dengan meja

interferometer Michelson.

3. Adjustable mirror (M2) ditutup, kemudian posisi Movable mirror (M1)

diatur hingga berkas pantulnya dapat diamati pada layar pengamatan.

Dengan cara yang sama posisi Adjustable mirror (M2) diatur, hingga

berkas cahaya dari M2 berimpit dengan berkas cahaya dari M1.

4. Secara perlahan skrup pengatur M2 diputar hingga pola interferensinya

dapat diamati dengan jelas pada layar pengamatan.

5. Posisi mikrometer skrup diatur pada skala setengah utama, serta

perubahan frinji pada layar pengamatan diamati.

6. Mikrometer diputar satu putaran penuh berlawanan arah jarum jam.

Secara perlahan micrometer diputar kembali sampai angka nol pada

knop berimpit dengan garis tanda.

7. Pada layar dibuat garis yang berimpit dengan salah satu tepi lingkaran

frinji yang dipilih, yang nantinya akan menjadi acuan dalam

manghitung jumlah perubahan frinji (N).

8. Posisi awal mikrometer dicatat sebelum memulai melakukan

penghitungan.


9. Knop mikrometer diputar secara perlahan berlawanan dengan arah

jarum jam, pada saat yang bersamaan banyaknya frinji yang melintasi

batas tersebut dihitung. Knop diputar sampai jumlah frinji N=25. Dan

posisi mikrometer yang baru dibaca kembali (dm).

10. Posisi d25 dicatat sehingga jarak mikrometer dapat dihitung menurut

langkah 8 dan 9.

11. Langkah 9 dan 10 diulang untuk jumlah frinji yang berbeda. Jumlah

frinji tersebut dibuat kelipatan 25, lakukan pengamatan hingga

diperoleh 10 data frinji yang berbeda.

3.3 Metode Analisa

Dari data yang telah diperoleh dapat di cari tetapan kalibrasinya 𝑘1 dari grafik

untuk 𝑁 = 𝑓 𝑑𝑚 dimana N adalah fungsi dari 𝑑𝑚 . Berdasarkan grafik hubungan

antara jumlah yang dirumuskan, dapat diidentifikasi variable-variabel berikut:

3.3.1 Dari grafik diperoleh

N

𝑦 = 𝑚𝑥 + 𝑐

dm

Sehingga:

𝑘1 =𝑁𝜆

2𝑑𝑚 (3.1)

Kaitan antara 𝑘1 dengan 𝑘2 yaitu diberikan oleh persamaan dibawah ini :

𝑘2 = 𝑘1𝜆

2 (3.2)

Dimana k1 = m

Sedangkan kaitan antara 𝑘1 dengan 𝑘2 yaitu sebagai berikut :

𝜆 = 2 𝑘2

𝑑𝑚

𝑁


𝜆 = 2 𝑘2

𝑘1 (3.3)

Dimana:

N = jumlah frinji

λ = panjang gelombang laser HeNe 623,8 nm

dm= pergeseran cermin ( meter )

Sehingga dapat diketahui ralatnya sebagai berikut:

𝜎2𝑦 = 1

𝑁 𝑦𝑖 − 𝑐 − 𝑚𝑥 2

𝜎2𝑚 = 𝑁𝜎𝑦2

𝑁 𝑥𝑖2 − 𝑥𝑖 2

𝜎2𝑐 = 𝜎2𝑦𝛴𝑥𝑖

2

𝑁 𝑥𝑖2 − 𝑥𝑖 2 (3.4)

𝑘2 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 =𝑚𝜆

2 (3.5)

3.3.2 Tabel Pengamatan

Jumlah frinji (N) Posisi mikrometer (dm)

25

50

75

100

125

150

175

200

225

250


BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Data yang diperoleh dari hasil pengamatan ditunjukkan dengan tabel berikut:

N dm (m) k2 XiYi ∑Xi∑Yi Xi^2 (∑Xi)^2

25 0.00000016 49.84375 0.000004 0.0120175 2.56E-14 7.6388E-11

50 0.00000032 49.84375 0.000016

1.024E-13

75 0.00000048 49.84375 0.000036

2.304E-13

100 0.00000064 49.84375 0.000064

4.096E-13

125 0.00000078 51.121795 0.0000975

6.084E-13

150 0.0000009 53.166667 0.000135

8.1E-13

175 0.00000112 49.84375 0.000196

1.2544E-12

200 0.00000128 49.84375 0.000256

1.6384E-12

225 0.00000144 49.84375 0.000324

2.0736E-12

250 0.00000162 49.228395 0.000405

2.6244E-12

Sedangkan hasil ploting grafik dari tabel diatas memberikan tampilan sebagai

berikut:

Grafik 4.1 Hubungan antara jumlah finji dan pergeseran cermin

y = 155,136,454.61 x + 1.91

0

50

100

150

200

250

300

0 0.000000 0.000001 0.000001 0.000002

Jum

lah

Fri

nji

(N)

Pergeseran Cermin (dm)

Grafik Hubungan Antara Jumlah Frinji (N) dengan Pergeseran Cermin (dm)


Dari grafik tersebut dapat diketahui Tetapan kalibrasi 𝑘1 untuk 𝑁 = 𝑓 𝑑𝑚 yaitu N fungsi dari 𝑑𝑚 sebesar :

k1 = 1,55 x 108 = 155.136.455

Dari nilai 𝑘1 dapat diperoleh nilai k2 yang besarnya:

k2 = 4.9833 x 1010

Dari data hasil pengamatan diperoleh tetapan kalibrasinya (k2) adalah sebagai

berikut :

𝑘2 = 50,242 = 5, 0242 x 10−1

4.2 Pembahasan

Dalam eksperimen ini, dilakukan pengamatan terhadap dua variable, yaitu

pengamatan terhadap penambahan jumlah frinji dan pengamatan terhadap

pergeseran Movable mirror dari titik acuan awal perhitungan. Pergeseran pada

Movable mirror tersebut dilakukan dalam orde mikrometer. Sehingga guna

kehati-hatian dalam mendapatkan data yang valid, selain melakukan pengamatan

dan pencatatan terhadap mikrometer pada interferometer, pengamat juga

melakukan perhitungan matematis terhadap penentuan nilai yang pasti dan

pengkalibrasian titik awalnya.

Dari data yang diperoleh, didapatkan bahwa penambahan dan banyaknya

jumlah frinji (N) berbanding lurus dengan pergeseran Movable mirror yang

dilakukan. Hal ini dapat terlihat dari semakin besarnya nilai N (banyaknya frinji),

maka nilai dm (jarak pergeseran Movable mirror terhadap titik acuan) juga

menunjukkan angka yang semakin besar.

Misalnya saat N=25, pergeseran Movable mirror (dm) memberikan angka

0.00000016. Sedangkan saat N=50, pergeseran Movable mirror (dm) memberikan

angka 0.00000032; saat N=75, pergeseran Movable mirror (dm) bernilai

0.00000048; dan demikian seterusnya hingga N=250, pergeseran Movable mirror

(dm) menunjukkan angka 0.00000162. Sehingga, dari perlakuan penambahan nilai

N yang berlipat 25 tersebut (dengan 10 sampel hingga nilai 250) dan pergeseran

Movable mirror yang dalam eksperimen ini dibiarkan mengikuti pola nilai N, jika


dicoba ditelaah dari analisa uji deret, maka kedua hubungan antara (N) dan (dm)

memberikan pola yang sama dalam merepresentasikan pola-pola deret aritmetika.

Memang, dalam analisa data eksperimen ini tidak secara langsung

dilakukan analisa kuantitatif dari adanya pola deret aritmetika tersebut. Akan

tetapi secara kualitatif, dari grafik hubungan antara jumlah frinji dan pergeseran

Movable mirror (lihat Grafik 4.1 untuk lebih jelas!) menunjukkan bahwa grafik

yang terbentuk cenderung linear dan bahkan sangat mendekati smooth (linear

sempurna). Walaupun pada saat N=150 terjadi graph noisse (nois/gangguan grafik

linear), akan tetapi hal ini dapat diabaikan mengingat untuk nilai-nilai yang lain

cenderung memiliki penambahan nilai yang statis.

Hubungan antara pola yang mendekati ke-smooth-an pada grafik linear

yang terbentuk dari pengolahan data tersebut dengan pola deret aritmetika yang

terbentuk dapat teramati dari adanya pola keteraturan dalam penambahan nilai N

dan panambahan nilai (dm) yang terbentuk. Berikut visualisasi penambahan nilai

(dm) yang terbentuk dari perlakuan terhadap penambahan nilai N:

Simulasi Penambahan nilai dm

Nilai (dm) bertambah 0.00000016



Nilai (dm) bertambah 0.00000014 Rata-rata:

Nilai (dm) bertambah 0.00000012 1,622x10−7





Grafik 4.2. Simulasi penambahan nilai pergeseran Movable mirror

N dm (m)

25 0.00000016

50 0.00000032

75 0.00000048

100 0.00000064

125 0.00000078

150 0.0000009

175 0.00000112

200 0.00000128

225 0.00000144

250 0.00000162


Dari grafik simulasi diatas (yang didasarkan dari data yang diperoleh) didapati

bahwa penambahan nilai dm dari satu perlakuan nilai N ke nilai N yang lain

(dengan nilai kelipatan N konstan) memberikan pola penambahan yang konstan,

yaitu dengan rata-rata penambahan 0.0000001622 (sangat mendekati nilai

0.00000016). Pola pertambahan dengan nilai yang cenderung konstan ini dalam

matematika biasa disebut sebagai pola deret aritmetika. Ini dapat terlihat dengan

menuliskan secara berurut dalam bentuk deret nilai dm dari N=25 hingga N=250.

Jika dirumuskan secara matematis, pola yang dibentuk oleh data tersebut

memberikan pola deret aritmetika sebagai berikut:

Dengan demikian, semakin jelaslah bahwa grafik hubungan antara jumlah

frinji dan pergeseran Movable mirror menunjukkan bahwa grafik yang terbentuk

cenderung linear dan bahkan sangat mendekati smooth (linear sempurna). Dan,

terbukti bahwa penambahan dan banyaknya jumlah frinji (N) berbanding lurus

dengan pergeseran Movable mirror yang dilakukan.

Dalam eksperimen ini juga dilakukan analisa grafik maupun matematis

terhadap nilai 𝐾1 dan 𝐾2. Nilai 𝐾1 menunjukkan hipotesis tetapan kalibrasi awal

yang dicoba ditentukan kepastian nilai kuantitatifnya dengan penurunan rumus

(tentunya juga didasarkan pada data yang diperoleh). Sedangkan 𝐾2 menunjukkan

kalibrasi olahan dalam bentuk setengah panjang gelombang dari nilai 𝐾1 untuk

mempermudah analisa sehingga analisa dapat dimunculkan dalam bentuk

sinusoidal. Pengertian kalibrasi yang dimaksud menurut ISO/IEC Guide

17025:2005 adalah serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antara nilai

yang ditunjukkan oleh instrumen ukur atau sistem pengukuran, atau nilai yang

diwakili oleh bahan ukur, dengan nilai-nilai yang sudah diketahui yang berkaitan

dari besaran yang diukur dalam kondisi tertentu. Sehingga, dalam eksperimen ini,

nilai 𝐾1 bergantung dari pemosisian Adjustable Mirror dan Movable Mirror.

Pemosisian yang dimaksud berkaitan dengan jarak Adjustable Mirror maupun

Movable Mirror terhadap split dan posisi sudut kedua mirror tersebut terhadap


split. Posisi sudut yang paling tepat dalam memperoleh nilai kalibrasi awal 𝐾1

yang valid adalah ketika Adjustable Mirror dan Movable Mirror dalam keadaan

tegak lurus atau 90 dengan posisi split ditengah sebagai titik nol.

Nilai 𝐾1 atau tetapan kalibrasi awal didapat dengan menganalogikan nilai

tersebut dengan nilai gradient pada persamaan garis linear yang terbentuk.

Penganalogian ini memberikan hasil perumusan matematis dari:

𝑦 = 𝑚𝑥 + 𝑐 (4.1)

Menjadi: 𝑘1 =𝑁

𝑑𝑚 (4.2)

Sehingga dari perhitungan matematis yang dilakukan didapatkan nilai k1 = 1,55 x

108 = 155.136.455 dan dari nilai 𝑘1 dapat diperoleh nilai k2 yang besarnya k2 =

4.9833 x 1010 . Sehingga dari data hasil pengamatan diperoleh tetapan

kalibrasinya 𝑘2 = 50,242 = 5, 0242 x 10−1. Dalam analisa kuantitatif dari

perhitungan matematis tersebut tidak begitu ditemukan kendala, sehingga nilai

tersebut dapat dikatagorikan nilai yang valid.

Dengan demikian, dapat diketahui bahwa nilai 𝐾2 memiliki hubungan

yang spesifik terhadap nilai 𝐾1. Secara teoritis, hubungan tersebut bergantung dari

jenis warna gelombang cahaya masukan. Jenis warna gelombang cahaya masukan

tersebut berkaitan dengan panjang gelombang maupun frekuensinya. Dari data

yang diperoleh, didapatkan adanya keselarasan antara nilai 𝐾2 dengan nilai

setengah panjang gelombang dari kalibrasi awal 𝐾1. Sehingga, sebagaimana

penurunan yang telah dilakukan pada sub-bab Metode Analisa (lihat halaman 9-10

untuk lebih jelas), secara matematis hubungan tersebut dapat dituliskan sebagai:

𝑘2 = 𝑘1𝜆

2 (4.3)

Dari pembahasan dan analisa diatas, maka dapat ditentukanlah hubungan

antara jumlah frinji (N) dengan pergeseran cermin 𝑑𝑚 dilihat dari bentuk dan

pola pengamatan grafik yang terbentuk, serta nilai tetapan kalibrasi dan hubungan

antara 𝐾1 dan 𝐾2 dari analisa grafik maupun penurunan kuantitatif yang

dilakukan.


BAB 5. PENUTUP

5.1 kesimpulan

1. Penambahan dan banyaknya jumlah frinji (N) berbanding lurus dengan

pergeseran Movable mirror 𝑑𝑚 yang dilakukan. Hal ini dapat terlihat

dari semakin besarnya nilai N (banyaknya frinji), maka nilai 𝑑𝑚 (jarak

pergeseran Movable mirror terhadap titik acuan) juga menunjukkan angka

yang semakin besar.

2. Grafik hubungan antara jumlah frinji dan pergeseran Movable mirror

cenderung linear dan bahkan sangat mendekati smooth (linear sempurna).

Hal ini terindikasi dari hubungan antara (N) dan (dm) yang memberikan

pola yang sama dalam merepresentasikan pola-pola deret aritmetika.

3. Nilai tetapan kalibrasi k1 dan k2 dari analisa grafik maupun penurunan

kuantitatif yang dilakukan berturut-turut adalah: k1 = 1,55 x 108 =

155.136.455 dan k2 = 4.9833 x 1010 dengan 𝑘2 = 50,242 = 5, 0242 x

10−1 .

4. Hubungan antara nilai k1 dan k2 dapat dirumuskan sebagai: 𝑘2 = 𝑘1𝜆

2

5.2 Saran

Kevalidan data sangat dipengaruhi oleh kalibrasi awal yang dilakukan,

yaitu pengentrian posisi adjustable mirror, Movable mirror, split, dan sumber

cahaya masuk yang harus ada pada posisi sesuai. Sehingga, penulis menyarankan

agar kalibrasi awal ini sangat diperhatikan guna memperoleh data yang lebih

akurat.


DAFTAR PUSTAKA

Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas

Jember. 2006. Buku Panduan Eksperimen Fisika II (MAF 325). Jember.

Bahrudin, Drs. MM. 2006. Kamus Fisika Plus. Bandung: Epsilon Group

Halliday, Resnick.1986. Fisika jilid 2 edisi ketiga. Jakarta: Erlangga

Hariharan, P. 2007. Basic Of Interferometry. Sydney: Academic Press

Soedojo, P. 1992. Azas-azas Ilmu Fisika Jilid 3 Optika. Yogyakarta: Gajah Mada

University Press.

Zemansky, Sears. 1994. Fisika untuk Universitas 3 Optika Fisika Modern.

Bandung: Binacipta


Lampiran Perhitungan Exel:

Keterangan Rumus Excel Yang Digunakan:

A13=SUM(A2:A11)

B13=SUM(B2:B11)

E13=(SUM(E2:E11))/10

Fi=1/Ai

i= 1,,,,,,,,10

Gi=(A2-(-32,6)-(20000000*D2))^2

G13=SUM(G2:G11)

H2=F2*G13

I2=F2*G13

Ji=(Bi^2)

j13=(SUM(J2:J11))

k2=10*J13

L2=I2/(K2-(N2)^2)

M2=H2*J13

N2=B13^2

O2=(M2/(K2-N2))

Pi=Bi*Ai

P13=SUM(P2:P11)

P14=P13*10

Q2=P14

R2=B13*A13

S2=(Q2-R2)/(K2-N2)

T2=(A13-(S2*B13))/10

M24=N21/M21

M24=M23/C2

M25=M24*2,622822984

EKSPERIMEN FISIKA: INTERFEROMETER MICHELSON

Documents

Transcript of EKSPERIMEN FISIKA: INTERFEROMETER MICHELSON